JP6776874B2 - プリント配線板の製造方法 - Google Patents
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Description
[1] (A)支持体と、該支持体上に設けられた、シアネートエステル樹脂を含む樹脂組成物で形成された樹脂組成物層とを含む絶縁樹脂フィルムを準備する工程、
(B)熱膨張率が10ppm以下の内層基板上に、樹脂組成物層が内層基板と接合するように絶縁樹脂フィルムを積層する工程、
(C)樹脂組成物層を熱硬化させ、ガラス転移温度がT1(℃)である絶縁層を形成する工程、
(E)下記一般式(1)を満たすように絶縁層をT2(℃)で加熱する工程、を含む、プリント配線板の製造方法。
5℃≦T1−T2≦50℃ (1)
[2] (E)工程の前に、(D)絶縁層を室温まで冷却する工程を含む、[1]に記載のプリント配線板の製造方法。
[3] (E)工程において、絶縁層を、T2(℃)で5〜90分間加熱する、[1]又は[2]に記載のプリント配線板の製造方法。
[4] (C)工程において、絶縁層のガラス転移温度T1(℃)が、100℃≦T1≦200℃を満たす、[1]〜[3]のいずれかに記載のプリント配線板の製造方法。
[5] (E)工程の後で、(G)絶縁層を粗化処理する工程を含む、[1]〜[4]のいずれかに記載のプリント配線板の製造方法。
[6] (G)工程の後で、(H)絶縁層表面に導体層を形成する工程を含む、[5]に記載のプリント配線板の製造方法。
[7] 絶縁層の厚みが、100μm以下である、[1]〜[6]のいずれかに記載のプリント配線板の製造方法。
本発明のプリント配線板の製造方法について詳細に説明する前に、本発明のプリント配線板の製造方法において使用される「絶縁樹脂フィルム」について説明する。
樹脂組成物層に用いられる樹脂組成物は、シアネートエステル樹脂を含む樹脂組成物であれば特に限定されず、例えば、シアネートエステル樹脂と硬化性樹脂を含む組成物が挙げられる。硬化性樹脂としては、プリント配線板の絶縁層を形成する際に使用される任意の硬化性樹脂を用いることができ、中でもエポキシ樹脂が好ましい。したがって、一実施形態において、樹脂組成物はシアネートエステル樹脂及びエポキシ樹脂を含む。樹脂組成物は、必要に応じて、さらに無機充填材、熱可塑性樹脂、硬化剤(シアネートエステル樹脂は除く)、硬化促進剤、難燃剤及び有機充填材等の添加剤を含んでいてもよい。以下、樹脂組成物に含まれる各成分について詳細に説明する。
樹脂組成物は、シアネートエステル樹脂を含む。シアネートエステル樹脂としては、例えば、フェノールノボラック型、アルキルフェノールノボラック型などのノボラック型シアネートエステル樹脂;ジシクロペンタジエン型シアネートエステル樹脂;ビスフェノールA型、ビスフェノールF型、ビスフェノールS型などのビスフェノール型シアネートエステル樹脂、及びこれらが一部トリアジン化したプレポリマーなどが挙げられる。これらは1種または2種以上組み合わせて使用してもよい。
一実施形態において、樹脂組成物は、エポキシ樹脂を含有し得る。エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールAF型エポキシ樹脂、及びパーフルオロアルキル型エポキシ樹脂等のフッ素含有エポキシ樹脂;ビスフェノールA型エポキシ樹脂;ビスフェノールF型エポキシ樹脂;ビスフェノールS型エポキシ樹脂;ビキシレノール型エポキシ樹脂;ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂;トリスフェノール型エポキシ樹脂;ナフトールノボラック型エポキシ樹脂;フェノールノボラック型エポキシ樹脂;tert−ブチル−カテコール型エポキシ樹脂;ナフタレン型エポキシ樹脂;ナフトール型エポキシ樹脂;アントラセン型エポキシ樹脂;グリシジルアミン型エポキシ樹脂;グリシジルエステル型エポキシ樹脂;クレゾールノボラック型エポキシ樹脂;ビフェニル型エポキシ樹脂;線状脂肪族エポキシ樹脂;ブタジエン構造を有するエポキシ樹脂;脂環式エポキシ樹脂;複素環式エポキシ樹脂;スピロ環含有エポキシ樹脂;シクロヘキサンジメタノール型エポキシ樹脂;ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂;トリメチロール型エポキシ樹脂;テトラフェニルエタン型エポキシ樹脂、リン含有エポキシ樹脂等が挙げられる。エポキシ樹脂は1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
一実施形態において、樹脂組成物は無機充填材を含有し得る。無機充填材の材料は特に限定されないが、例えば、シリカ、アルミナ、ガラス、コーディエライト、シリコン酸化物、硫酸バリウム、炭酸バリウム、タルク、クレー、雲母粉、酸化亜鉛、ハイドロタルサイト、ベーマイト、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化マンガン、ホウ酸アルミニウム、炭酸ストロンチウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸ビスマス、酸化チタン、酸化ジルコニウム、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸バリウム、ジルコン酸バリウム、ジルコン酸カルシウム、リン酸ジルコニウム、及びリン酸タングステン酸ジルコニウム等が挙げられる。これらの中でもシリカが特に好適である。シリカとしては、例えば、無定形シリカ、溶融シリカ、結晶シリカ、合成シリカ、中空シリカ等が挙げられる。またシリカとしては球状シリカが好ましい。無機充填材は1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
一実施形態において、樹脂組成物は、硬化促進剤を含有し得る。硬化促進剤としては、例えば、リン系硬化促進剤、アミン系硬化促進剤、イミダゾール系硬化促進剤、グアニジン系硬化促進剤、金属系硬化促進剤等が挙げられ、リン系硬化促進剤、アミン系硬化促進剤、イミダゾール系硬化促進剤、金属系硬化促進剤が好ましく、アミン系硬化促進剤、イミダゾール系硬化促進剤、金属系硬化促進剤がより好ましい。硬化促進剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
一実施形態において、樹脂組成物は硬化剤を含有し得る。但し、ここでいう硬化剤はシアネートエステル樹脂を含めない。硬化剤としては、エポキシ樹脂を硬化する機能を有する化合物を用いることができ、例えば、フェノール系硬化剤、ナフトール系硬化剤、活性エステル系硬化剤、ベンゾオキサジン系硬化剤、及びカルボジイミド系硬化剤などが挙げられる。硬化剤は1種単独で用いてもよく、又は2種以上を併用してもよい。
一実施形態において、樹脂組成物は、熱可塑性樹脂を含有し得る。熱可塑性樹脂としては、例えば、フェノキシ樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエステル樹脂が挙げられ、フェノキシ樹脂が好ましい。熱可塑性樹脂は、1種単独で用いてもよく、又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
一実施形態において、樹脂組成物は、有機充填材を含有し得る。有機充填材を含有させることで、絶縁樹脂フィルムの樹脂組成物層の硬化物の引張破壊強度を向上させることができる。有機充填材としては、プリント配線板の絶縁層を形成するに際し使用し得る任意の有機充填材を使用してよく、例えば、ゴム粒子、ポリアミド微粒子、シリコーン粒子等が挙げられる。
一実施形態において、樹脂組成物は、難燃剤を含有し得る。難燃剤としては、例えば、有機リン系難燃剤、有機系窒素含有リン化合物、窒素化合物、シリコーン系難燃剤、金属水酸化物等が挙げられる。難燃剤は1種単独で用いてもよく、又は2種以上を併用してもよい。
一実施形態において、樹脂組成物は、さらに必要に応じて、他の添加剤を含んでいてもよく、斯かる他の添加剤としては、例えば、有機銅化合物、有機亜鉛化合物及び有機コバルト化合物等の有機金属化合物、並びに増粘剤、消泡剤、レベリング剤、密着性付与剤、及び着色剤等の樹脂添加剤等が挙げられる。
絶縁樹脂フィルムに用いる支持体としては、例えば、プラスチック材料からなるフィルム、金属箔、離型紙が挙げられ、プラスチック材料からなるフィルム、金属箔が好ましい。
本発明のプリント配線板の製造方法は、
(A)支持体と、該支持体上に設けられた、シアネートエステル樹脂を含む樹脂組成物で形成された樹脂組成物層とを含む絶縁樹脂フィルムを準備する工程、
(B)熱膨張率が10ppm以下の内層基板上に、樹脂組成物層が内層基板と接合するように絶縁樹脂フィルムを積層する工程、
(C)樹脂組成物層を熱硬化させ、ガラス転移温度がT1(℃)である絶縁層を形成する工程、
(E)下記一般式(1)を満たすように絶縁層をT2(℃)で加熱する工程、を含む。
5℃≦T1−T2≦50℃ (1)
この(A)工程では、支持体と、該支持体上に設けられた、シアネートエステル樹脂を含む樹脂組成物で形成された樹脂組成物層とを含む絶縁樹脂フィルムを準備する。絶縁樹脂フィルムは、上記[絶縁樹脂フィルム]において説明したとおりである。
この(B)工程では、熱膨張率が10ppm以下の内層基板上に、樹脂組成物層が内層基板と接合するように絶縁樹脂フィルムを積層する。
この(C)工程では、樹脂組成物層を熱硬化させ、ガラス転移温度がT1(℃)である絶縁層を形成する。
一実施形態において、(D)絶縁層を室温まで冷却する工程を含み得る。(D)工程は、(C)工程と(E)工程との間、即ち(E)工程の前に行うことが好ましい。(D)工程を行うことで、(E)工程での絶縁層の応力の緩和によって、絶縁層での応力の残留を効果的に抑制でき、層間剥離をより抑制することができる。ここで室温とは、通常10〜30℃を表す。
この(E)工程では、下記一般式(1)を満たすように絶縁層をT2(℃)で加熱する。即ち、(C)工程での熱硬化温度よりも低い、一般式(1)を満たす温度で絶縁層のアニール処理を行う。(E)工程を行うことで絶縁層の応力を緩和させることができ、その結果、反りを低減及び層間剥離を抑制することができる。
5℃≦T1−T2≦50℃ (1)
5℃≦T1−T2≦50℃ (1)
10℃≦T1−T2≦45℃ (2)
15℃≦T1−T2≦40℃ (3)
プリント配線板を製造するに際しては、(E)工程の後で、(F)絶縁層に穴あけする工程、(G)絶縁層を粗化処理する工程、(H)絶縁層表面に導体層を形成する工程をさらに実施してもよい。これらの(F)工程乃至(H)工程は、プリント配線板の製造に用いられる、当業者に公知の各種方法に従って実施してよい。
本発明の製造方法により得られたプリント配線板を用いて、かかるプリント配線板を含む半導体装置を製造することができる。
(樹脂ワニスの作製)
ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂(エポキシ当量277、DIC社製「EXA−7311」)20質量部と、液状ビスフェノールF型エポキシ樹脂(エポキシ当量169、ジャパンエポキシレジン社製「YL983U」)15質量部、リン含有エポキシ樹脂(新日鉄住金化学社製「TX0712−EK75」、リン含有量2.6%、エポキシ当量約355の不揮発分75質量%のMEK溶液)10質量部、フェノキシ樹脂(重量平均分子量38000、三菱化学社製「YX6954」不揮発分30質量%のメチルエチルケトン(以下「MEK」と略称する。)とシクロヘキサノンの1:1溶液)10質量部とをMEK10質量部、シクロヘキサノン5質量部、ソルベントナフサ20質量部に撹拌しながら加熱溶解させた。室温にまで冷却後、そこへ、ビスフェノールAジシアネートのプレポリマー(ロンザジャパン社製「BA230S75」、シアネート当量約232、不揮発分75質量%のMEK溶液)20質量部、フェノールノボラック型多官能シアネートエステル樹脂(ロンザジャパン社製「PT30」、シアネート当量約124、不揮発分80質量%のMEK溶液)10質量部と共に攪拌混合し、硬化促進剤としてイミダゾール化合物とエポキシ樹脂とのアダクト体(三菱化学社製「jERcure P200H50」、不揮発分50質量%のプロピレングリコールモノメチルエーテル溶液)0.4質量部、ナフテン酸亜鉛(II)ミネラルスピリット溶液(和光純薬工業社製、亜鉛8%含有)の3質量%のアノン溶液3質量部、及び球形シリカ(アドマテックス社製「SOC2」をアミノシランで表面処理したもの、平均粒子径0.5μm)75質量部を混合し、高速回転ミキサーで均一に分散して、樹脂組成物のワニス(樹脂ワニス)を作製した。
作製した樹脂ワニスを、PETフィルム(厚さ38μm)上に、乾燥後の厚さが25μmになるよう、ダイコーターにて均一に塗布し、80〜120℃(平均100℃)で5分間乾燥させて絶縁樹脂フィルムを得た。
得られた絶縁樹脂フィルムを、内層回路基板(日立化成社製「MCL−E705G」、導体層の厚さ35μm、計0.4mm厚、残銅率60%)の両面にラミネートした。かかるラミネートは、名機製作所社製の真空加圧式ラミネーターMVLP−500を用い、温度100℃にて30秒間真空吸引後、温度100℃、圧力7.0kg/cm2の条件で、PETフィルム上から、耐熱ゴムを介して30秒間プレスすることによりラミネートした。次に、大気圧下で、SUS鏡板を用いて、温度100℃、圧力5.5kg/cm2の条件で60秒間プレスを行った。
ラミネートされた絶縁樹脂フィルムから、PETフィルムを剥離し、熱風循環炉を用いて、180℃、30分の硬化条件で絶縁樹脂フィルムの樹脂組成物層を熱硬化させて、Tgが160℃(T1=160℃)の絶縁層を形成した。次に室温(25℃)まで基板を冷却させた。室温まで冷却後、すぐに130℃(T2=130℃)で30分のアニール条件でアニール処理を行った。これにより、内層回路基板の両面に絶縁層が形成された積層板を得た。
絶縁層表面を、膨潤液であるアトテックジャパン社製のスウェリング・ディップ・セキュリガンスP(Swelling Dip Securiganth P)に80℃で10分間浸漬し、次に、酸化剤としてアトテックジャパン社製のコンセントレート・コンパクト CPに80℃で10分間浸漬し、最後に中和液として、アトテックジャパン社製のリダクションソリューシン・セキュリガントPに40℃で5分間浸漬した。その後80℃で30分間乾燥した。
粗化処理された積層板を、PdCl2を含む無電解メッキ用溶液に浸漬し、次に無電解銅めっき液に浸漬した。150℃にて30分間加熱してめっきシード層のアニール処理を行った後に、硫酸銅電解メッキを行い、30±5μmの厚さで導体層を形成した。次に、導体層のアニール処理を180℃にて60分間行い、多層プリント配線板を製造した。
実施例1において、アニール処理の前に、絶縁樹脂フィルムを熱硬化させた後内層回路基板を室温まで冷却させなかった。以上の事項以外は実施例1と同様にして、多層プリント配線板を得た。
実施例1において、内層回路基板(日立化成社製「MCL−E705G」、導体層の厚さ35μm、計0.4mm厚)を、内層回路基板(三菱ガス化学社製「HL832NSF−LCA」、導体層の厚さ35μm、計0.4mm厚)に変更した。以上の事項以外は実施例1と同様にして、多層プリント配線板を得た。
実施例1において、130℃で30分のアニール条件で行ったアニール処理を、130℃で15分のアニール条件で行ったアニール処理に変更した。以上の事項以外は実施例1と同様にして、多層プリント配線板を得た。
実施例1において、130℃で30分のアニール条件で行ったアニール処理を、130℃で60分のアニール条件で行ったアニール処理に変更した。以上の事項以外は実施例1と同様にして、多層プリント配線板を得た。
実施例1において、130℃で30分のアニール条件で行ったアニール処理を、180℃で30分のアニール条件で行ったアニール処理に変更した。以上の事項以外は実施例1と同様にして、多層プリント配線板を得た。
実施例1において、130℃で30分のアニール条件で行ったアニール処理を、100℃で30分のアニール条件で行ったアニール処理に変更した。以上の事項以外は実施例1と同様にして、多層プリント配線板を得た。
実施例1において、内層回路基板(日立化成社製「MCL−E705G」、導体層の厚さ35μm、計0.4mm厚)を、内層回路基板(三菱ガス化学社製「MCL−E679FGR」、導体層の厚さ35μm、計0.4mm厚)に変更した。以上の事項以外は実施例1と同様にして、多層プリント配線板を得た。
JIS C 6481−1996(5.19)の規定に基づき、内層回路基板上の回路をエッチング処理により除いて、内層回路基板の熱膨張率をTMA法により測定した。
樹脂ワニスを、アルキッド系離型剤で処理されたPETフィルム(38μm)の離型処理面上に、乾燥後の樹脂組成物層の厚さが25μmになるように、ダイコーターにて均一に塗布し、80〜120℃(平均100℃)で5分間乾燥することにより、絶縁樹脂フィルムを得た。次いで、絶縁樹脂フィルムを実施例及び比較例に記載した条件で熱硬化させ、樹脂組成物層を熱硬化させた絶縁樹脂フィルムの小片をサンプルとした。サンプルを、熱機械分析装置(DMA)としてセイコーインスツルメンツ社製の型式DMS-6100を用い、「引っ張りモード」にて測定した。かかる測定は、2℃/分の昇温にて、25℃〜240℃の範囲で行った。測定で得られた貯蔵弾性率(E’)と損失弾性率(E”)との比で求められる損失正接(tanδ)の最大値の小数点第一位を四捨五入した値をガラス転移温度とした。
実施例及び比較例での多層プリント配線板を、5つの45mm角の個片に切り出した後、ピーク温度260℃のリフロー装置(日本アントム社製「HAS−6116」)に一回通した(この条件は、IPC/JEDEC J−STD−020Cに準拠)。次いで、シャドウモアレ装置(Akrometrix社製TherMoire AXP)を用いて、IPC/JEDEC J−STD−020C(ピーク温度260℃)に準拠した温度プロファイルにて多層プリント配線板の下部より加熱し、多層プリント配線板中央の10mm角部分の反り挙動を測定した。5つの個片について行い、得られた変位データの最大高さと最少高さの差異が、全温度範囲で1サンプルでも40μm以上となるものを「×」、全サンプルが40μm未満となるものを「○」とした。
反り挙動の評価後の多層プリント配線板について、日立パワーソリューションズ社製「FineSAT FS300III」で内層回路基板上の回路と絶縁層との間、もしくは絶縁層と導体層の間の層間剥離の発生エリアを確認した。多層プリント配線板の面積20.25cm2に対して層間剥離の発生エリアが10%以上となるものを「×」、1%以上10%未満となるものを「△」、1%未満となるものを「○」とした。
Claims (6)
- (A)支持体と、該支持体上に設けられた、シアネートエステル樹脂を含む樹脂組成物で形成された樹脂組成物層とを含む絶縁樹脂フィルムを準備する工程、
(B)熱膨張率が10ppm以下の内層基板上に、樹脂組成物層が内層基板と接合するように絶縁樹脂フィルムを積層する工程、
(C)樹脂組成物層を熱硬化させ、ガラス転移温度がT1(℃)である絶縁層を形成する工程、
(E)下記一般式(1)を満たすように絶縁層をT2(℃)で加熱する工程、を含み、(E)工程の前に、(D)絶縁層を室温まで冷却する工程を含む、プリント配線板の製造方法。
5℃≦T1−T2≦50℃ (1) - (E)工程において、絶縁層を、T2(℃)で5〜90分間加熱する、請求項1に記載のプリント配線板の製造方法。
- (C)工程において、絶縁層のガラス転移温度T1(℃)が、100℃≦T1≦200℃を満たす、請求項1又は2に記載のプリント配線板の製造方法。
- (E)工程の後で、(G)絶縁層を粗化処理する工程を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載のプリント配線板の製造方法。
- (G)工程の後で、(H)絶縁層表面に導体層を形成する工程を含む、請求項4に記載のプリント配線板の製造方法。
- 絶縁層の厚みが、100μm以下である、請求項1〜5のいずれか1項に記載のプリント配線板の製造方法。
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